Компоновка вентиляционных систем и конструктивные решения

При выполнении данного проекта был подобран центральный кондиционер КЦТ3–31,5.

Кондиционер расположен в подвальном помещении. Забор наружного воздуха осуществляется при помощи приставной воздухозаборной шахты с жалюзийными решетками. Согласно требованиям к вентиляционным системам, расстояние от поверхности земли до низа воздухозаборной жалюзийной решетки составляет 2 м.

От приточных камер воздух по металлическим воздуховодам подается в помещения. На этажах запроектированы приставные каналы из шлакобетонных. Из воздуховодов посредством жалюзийных регулируемых решеток производится раздача воздуха в помещения.

Вытяжка осуществляется в обратном порядке. Через решетки воздух поступает в вытяжные каналы из шлакобетонных плит. Воздух из коробов удаляется через шахты механическим путем наружу. Шахты на чердаке утепляются.

8. Аэродинамический расчет вентиляционных систем.

Рис. 3 Схема центрального кондиционирования К1.

Рис.4 Схема системы вытяжки В1.

Расчет приточных и вытяжных систем воздуховодов сводится к определению размеров поперечного сечения каналов, их сопротивления движению воздуха и увязки напора параллельных соединений.

Расчет потерь напора проведем методом удельных потерь напора на трение. Аэродинамический расчет состоит из двух этапов:

- расчет участков основного магистрального направления;

- увязка участков системы.

Последовательность расчета

1. Строится аксонометрическая схема вентиляционной системы.

2. Разбивается схема на участки и выбираем основное (магистральное) направление, которое представляет собой наиболее протяженную цепочку последовательно расположенных участков.

3. Ориентируясь на табл. 12.2, 12.8 [10] определяем размеры поперечного сечения воздуховодов на расчетных участках магистрали.

Ориентированную величину площади поперечного сечения определяем по формуле:

(8.1)

где L – расчетный расход воздуха на участке, м³/ч;

ν₀ – оптимальная скорость движения воздуха на участке, м/с.

4. Определим эквивалентные диаметры воздуховодов по каждому участку магистрали по формуле:

d_экв = 2a·b/(a+b) (8.2)

где а, в – размеры прямоугольного воздуховода, мм.

5. Определим фактическую скорость V_фр с учетом площади сечения F_ст стандартного воздуховода по формуле:

V_фр = L/3600·F_ст (8.3)

6. По значениям d_экв и V_фр по таблице 12.17 [10] определяем значения удельных потерь давления на трение R.

7. Вводится поправочный коэффициент m, учитывающий шероховатость стенок канала по табл. 12.13 [10].

8. Выбираются коэффициенты местных сопротивлений и просчитывается их сумма ∑ζ по участкам. Результат расчетов сводят в таблицу.

9. По таблице 12.17 [10] для соответствующих скоростей по участкам находим динамическое давление.

10. Рассчитываются полные потери по участкам

R_ст + Z = R_ст + ∑ζ Р_д (8.5)

11. Определяется величина требуемого напора вентилятора для систем с механическим побуждением, для этого суммируем сопротивления на всех участках магистрали.

12. Проводится увязка ответвлений. Сопротивления на всех параллельных участках должны быть равны (невязка не более 10%). Если невязка превышает заданное значение, то ставится диаграмма.

Аэродинамический расчет П1

Для помещений с большим расходом приточного воздуха производится расчет равномерной раздачи воздуха.

Расчет участка 2-3:

По таблице 22.8 [9] выбираем размеры поперечного сечения воздуховода 500х500мм по ориентированной величине площади поперечного сечения

d_экв = 2·0,5·0,5/(0,5+0,5)=0,535м

V_фр = 6402/3600·0,286=6,22 м/с

По значениям d_экв и V_фр по таблице 22.15 [9] находим значение удельных потерь давления на трение R=0,949 Па

По таблице 22.12 [9] находим m=1

Для V_фр по таблице 22.15 [9] находим динамическое давление P_д=30,79 Па.

На данном участке присутствует местное сопротивление в виде 2 отводов на 90^о, тройник на прямой проход по таблицам 22.22-22.44 [9] определяем ζ=3,18

Z=3,18·30,79=97,91 Па

1. Rlm+Z=0,949·21,2·1+97,91+213,89=331,92 Па

Остальные участки рассчитываются аналогично.

Расчет сведен в таблицу 8.

Таблица 7

Коэффициенты местных сопротивлений приточной камеры.

Таблица 8.

№ уч-ка	Наименование сопротивления	ζ	∑ζ
1-2	Отвод 90ох2	0,13	0,26
2-3	Отвод 90ох2	0,24	3,18
Тройник на прямой проход	2,7
3-4	Тройник на ответвление	1,2	1,2
4-5	Отвод 90о	0,43	0,43
6-6'	Приточная шахта	1,2	1,2
7-10	Отвод 90ох2	0,24	0,48
10-4	Тройник на прямой проход	2,7	2,7
8-9	Отвод 90ох2	0,37	0,74
9-3	Тройник на ответвление	1,2	1,2

На участках 2-3, 9-3, 10-4 установлены зональные подогреватели, их аэродинамическое сопротивление равное 213,89 Па учтено в соответствующих строках.

Произведем увязку ответвлений. Сопротивления на всех параллельных ответвлениях.

(8.6)

Невязка должна составлять не более 10 %.

Для увязки этого участка необходимо установить диафрагму на участке 9-3.

Требуемое местное сопротивление диафрагмы определяется по формуле:

(8.7)

где - разность потерь давления в расчетном направлении и ответвлении, Па

- скоростьной напор в ответвлении

Согласно [9, табл. 22.49], необходимый размер отверстия диафрагмы 287х487.

Аэродинамический расчет вытяжки В1.

Расчет участка 1-2:

По таблице 22.8 [9] выбираем размеры поперечного сечения воздуховода 450х420мм по ориентированной величине площади поперечного сечения

d_экв = 2·0,45·0,42/(0,45+0,42)=0,482м

V_фр = 6362/3600·0,482=7,55 м/с

По значениям d_экв и V_фр по таблице 22.15 [9] находим значение удельных потерь давления на трение R=0,949 Па

По таблице 22.12 [9] находим m=1,63

Для V_фр по таблице 22.15 [9] находим динамическое давление P_д=34,45 Па.

На данном участке присутствуют местные сопротивления в виде трех отводов на 90^о, по таблицам 22.22-22.44 [9]] определяем ζ=0,14*3=0,42 и тройника на прямой проход ζ=0,25; ∑ζ=0,67

Z=0,67·34,45=23,08 Па

Rlm+Z=0,949·16,39·1,63+23,08=48,43 Па

Остальные участки рассчитываются аналогично.

Расчет сведен в таблицу 10.

Таблица 10

Коэффициенты местных сопротивлений

Таблица 10

№ уч-ка	Наименование сопротивления	ζ	∑ζ
1-2	Отвод 90ох3	0,14	0,67
Тройник на прямой проход	0,25
2-3	Тройник на ответвление	0,82	0,82
3-4	Вытяжная шахта	1,8	1,8
5-2	Отвод 90ох2	0,14	1,03
Тройник на ответвление	0,75
6-7	Отвод 90ох2	0,25	1,35
Тройник на ответвление	0,85
8-7	Отвод 90ох2	0,3	1,25
Тройник на прямой проход	0,65
7-3	Тройник на ответвление	0,82	0,82

Для увязки этого участка необходимо установить диафрагму на участке 2-3.

Согласно [9, табл. 22.49], необходимый размер отверстия диафрагмы 330х630

Выбор вентиляторов

Выбор вентиляционной установки для кондиционера осуществляется по требуемой производительности и требуемого давления, принимаемого:

,

где ∑Р_к –суммарные потери давления в секциях кондиционера, Па,

(Rlm+z)- потери давления в сети на магистральных участках нагнетательной линии, Па.

При выборе вентилятора рабочий режим его нужно принимать так, чтобы коэффициент полезного действия отличался не более, чем на 10 % от максимального.

1. Подберем в вентилятор в кондиционер:

Потери давления в кондиционере ΔP_к составляют:

Воздухонагреватели – 213,89

Фильтр – 100 Па,

Приемный клапан – 25 Па,

Блок приемный – 70 Па.

Итого 408,89 Па.

Па

Выбираем вентилятор по расходу и потерям давления. Что соответствует вентиляторному агрегату ВЦ4-75-8 Е8 105-2 с двигателем 4A132М6 , входящему в стандартную поставку кондиционера.

Мощность двигателя 7,5 кВт

Частота вращения вентилятора 9700 об/мин

Масса вентилятора с двигателем 338 кг

2.Подберем вентилятор на вытяжную шахту В-1:

Расход: 22552 м³/ч.

ВЦ4-75-8:

Двигатель: тип 4A132М6

мощность 7,5 кВт

частота 9700 об/мин

Масса вентилятора с двигателем 338 кг.